- •Явление просачивания частицы сквозь потенциальный барьер, туннельный эффект - чисто квантовое явление
- •Диффузионная ёмкость образуется неосновными носителями заряда
- •Эпитаксиальные диоды
- •- Туннельный пробой
- •Транзисторы
- •По электрическим характеристикам и областям применения
- •Режимы работы транзистора
Диффузионная ёмкость образуется неосновными носителями заряда
Односторонняя проводимость p-n перехода наглядно иллюстрируется его ВАХ, показывающей зависимость тока через p-n переход от величины и полярности приложенного напряжения.
Пробой p-n перехода Возникает при превышении обратного напряжения Uобр некоторого допустимого значения Uo6p max
Электрический пробой При движении через p-n переход под действием электрического поля неосновные носители заряда приобретают достаточную энергию для ионизации атомов решетки.
Это приводит к дальнейшему нагреву р-n перехода и увеличению обратного тока до значений при которых наступает разрушение перехода. Такой процесс называется тепловым пробоем.
Контакт металл-полупроводник получается вакуумным напылением пленки металла на очищенную поверхность полупроводника
Выпрямляющий контакт (переход) - контакт с нелинейной ВАХ, когда прямое сопротивление перехода металл - полупроводник меньше обратного.
Омический контакт (переход) – невыпрямляющий контакт, сопротивление в прямом и обратном направлении подчиняется закону Ома
Выпрямляющим свойством обладает обедненный слой. Такой переход получил название “переход Шоттки”.
Полупроводниковый диод - это полупроводниковый прибор с двумя выводами, содержащий один p-n переход.
Сплавной диод малой мощности — диод со средним значением выпрямленного тока не более 0,3 а. В середину пластинки кремния (Si) проводимостью n-типа (рис. 6.2.1) вплавлен цилиндрический столбик из алюминия (Аl). Атомы алюминия диффундирует (проникает) в пластинку, вследствие чего проводимость части объема пластинки вблизи столбика становится дырочной (р-типа). Между нею и остальным объемом пластинки образуется р-n переход с хорошей проводимостью от алюминия к кремнию.
Сплавной диод средней мощности — диод со средним значением выпрямленного тока от 0,3 до 10 а. Между пластинками кремния n-типа и p-типа прокладывают алюминиевую фольгу и нагревают. Алюминий сплавляется с кремнием и внутри получившейся монолитной пластинки образуется р-n переход (рис. 6.2.2).
Эпитаксиальные диоды
Эпитаксиальные (планарные, эпитаксиально - планарные диффузионные диоды) изготавливаются методом эпитаксии и локальной диффузии.
Эпитаксией называется процесс наращивания монокристаллических слоев на подложку, выполняющую роль несущей конструкции структуры с сохранением ориентации кристаллов подложки.
Локальной диффузией называется создание p-n перехода путем диффузии примесных атомов в эпитаксиальный слой через окно в маске (например, из оксида кремния)
Стабилитрон - полупроводниковый диод, предназначенный для стабилизации напряжения.
Нормальным режимом работы стабилитрона является работа при обратном напряжении на участке электрического пробоя р-n перехода.
В основе работы стабилитрона лежат два механизма:
- лавинный пробой
- Туннельный пробой
Полупроводниковый стабистор - это полупроводниковый диод, напряжение на котором в области прямого смещения слабо зависит от тока в заданном его диапазоне и который предназначен для стабилизации напряжения.
Импульсный полупроводниковый диод — это полупроводниковый прибор, имеющий малую длительность переходных процессов и предназначенный для применения в импульсных режимах работы.
- с p-n переходом;
- с переходом Шоттки.
Диод Шоттки — это полупроводниковый прибор, выпрямительные свойства которого основаны на использовании выпрямляющего электрического перехода между металлом и полупроводником
Сверхвысокочастотный полупроводниковый диод (СВЧ-диод) - это полупроводниковый прибор, предназначенный для преобразования и обработки сверхвысокочастотного сигнала.
Туннельный диод - это полупроводниковый прибор в котором туннельный эффект приводит к появлению на характеристике при прямом включении участка отрицательной дифференциальной проводимости.
Варикап — это полупроводниковый прибор, действие которого основано на использовании зависимости емкости перехода от обратного напряжения и который предназначен для применения в качестве элемента с электрически управляемой емкостью.
Варактор - диод с р-n переходом, имеющий существенно нелинейную характеристику суммарной емкости (барьерной и диффузионной), как функции напряжения
Светодиод - излучающий полупроводниковый прибор с одним электронно-дырочным переходом, предназначенный для непосредственного преобразования электрической энергии в энергию некогерентного светового излучения.
Фотодиод представляет собой полупроводниковый прибор, обратный ток которого зависит от освещенности р-n перехода.
Оптрон (оптоэлектронная пара, или отопара) – полупроводниковый прибор, содержащий излучатель и приемник излучения, связанные оптическим каналом.